变压器瓦斯保护动作后用色谱法检测故障的案例分析
张一军
金华电业局 （浙江金华321001)
[摘 要] 结合多起故障案例，对变压器瓦斯保护动作后油、气分析中的一些问题进行了讨论。
[关键词] 瓦斯保护；故障气体；间隔时间；取样部位
1 引言
运行中变压器内部发生各种故障后，油中故障气体的产气速率与故障能量密切相关。对于能量较低、
气体释放缓慢的故障，生成的气体基本上都溶解于油中并处于平衡状态；对于能量较高的故障，大量气体
迅速生成，所形成的气泡快速上升，部分故障气体来不及溶解于油中就进入瓦斯继电器。对于前一种情况，
变压器内不同部位油中的故障气体浓度差别不大，按平时定期试验的方法取油样进行色谱分析即可。对于
后一种情况，通常应按导则［1］中的方法同时取油样和瓦斯气样进行分析并利用平衡判据进行判断。由
于油中和瓦斯气体中的故障气体组分浓度与故障点位置、故障性质、故障持续时间、油流速度及取样时间
等因素有关，若不考虑这些因素将可能会影响分析与判断结果，故本文结合一些实例对此进行讨论。
2 轻瓦斯保护动作
2.1 实例简介
例1］某SFSZ10—15000/220 变压器在运行中发出轻瓦斯动作信号，当天安排取油、气样分析，故障
前后的分析结果见表1。后经吊罩检查，发现该变压器B 相高压套管均压球与导管接触不良，造成均压球
与导管之间产生悬浮电位放电。
表1 例1 中的变压器油样及气样分析结果（μL/L）
样 品 H2 CH4 C2H4 C2H6 C2H2 总烃 CO CO2
故障前半年油样 32.4 15.9 12.5 5.27 0.12 33.8 892 2272
故障后油样实测值 228 57.2 48.8 6.82 158 271 957 2440
瓦斯气换算到油中理论值 182 55.2 39.9 3.32 104 202 666 1764
例2］某企业一台变压器(型号S9—20000/10)于2003 年投运，不久就出现轻瓦斯保护动作。这一异常
情况一直持续到2008 年2 月，因轻瓦斯动作太过频繁，才取油样和瓦斯气体送电力部门分析，分析结果
见表2。随后对该变压器进行检查，发现其中一相分接头接触电阻很大。根据检查结果认为，故障是由该
分接头接触不良导致过热引起，在长期的运行中，故障持续发展，造成分接头严重烧伤。
表2 例2 中变压器瓦斯气和油样的分析结果（μL/L）
样 品 H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 总烃 CO CO2
本体油样 1400 7550 5120 19370 124 32164 340 9790
瓦斯气折算到油中理论值 1728 17400 6670 37668 1530 63268 744 78476
2.2 实例分析
对于能量较大、产气速度较快的某些高温过热或火花放电等故障，当产气速率大于气体溶解于油中的
速率时，就会形成气泡。在气泡上升过程中，一部分气体溶解于油中并与油中原来的溶解气体(主要是空气)
进行交换，改变了所生成气体的组分和含量；未溶解的气体和油中被置换出来的气体一起最终进入瓦斯继
电器而积累下来，当气体积累到一定程度后继电器将动作发出信号(即轻瓦斯动作)。
例1是一起火花放电故障，产生的故障气体主要是氢和乙炔，其次是甲烷和乙烯。从表1中可知，瓦斯
气中的故障气体换算到油中的理论值低于油中实测值。其原因是故障持续时间不长，产气速度不是很高，
油中气体未达到饱和，故障气体在进入瓦斯继电器的行程中，与油中的非故障气体发生互换而改变了瓦斯
气中的故障气体浓度。
例2是一起高温过热故障，产生的故障气体主要乙烯和甲烷，其次是乙烷、乙炔和氢。从表2中可知，
故障气体含量很高，而且瓦斯气中的故障气体换算到油中的理论值高于油中实测值。这一点与例1相反，
其原因是该变压器故障持续时间已有数年，溶解于油中的气体早已饱和，由于故障越来越严重，故障气体
的产气速率增快，新产生的故障气体形成气泡后在进入继电器过程中与油中溶解气体几乎无交换。
如上所述，根据故障气体含量的大小、及瓦斯气中的故障气体换算到油中的理论值与油中实测值的比